(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のピッチで互いに平行な多数のワイヤに加工液を供給しながら、走行する多数のワイヤにワークを接触させて、ワークを多数の薄いウェーハとして切断するマルチワイヤソーにおいて、
ワークに対応する多数のワイヤ下方でワイヤ寄りの発生域に液保持板を配置し、多数のワイヤと液保持板との間に液保持用の隙間を形成しておき、多数のワイヤの走行によってワークの切断を開始する際に、液保持板に形成されている専用ノズルから液保持板上に加工液を供給して、液保持板上に加工液を満たし、液保持板の上方のワイヤ全体を加工液に浸漬させて、ワイヤに部分的に付着する加工液の表面張力によるワイヤ寄りを防止する、ことを特徴とするマルチワイヤソーのワイヤ寄り防止方法。
【請求項２】
ワーク切断開始時の各ワイヤによるワークの切り込み形成後に、液保持板を退避位置へ移動させる、ことを特徴とする請求項１記載のマルチワイヤソーのワイヤ寄り防止方法。
【請求項３】
加工液を上方のノズルから液保持板上に供給する、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のマルチワイヤソーのワイヤ寄り防止方法。
【請求項４】
液保持板を１枚の板により構成し、各ワイヤによるワーク切断開始時の切り込み形成後に、液保持板を退避位置へ移動させる、ことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載のマルチワイヤソーのワイヤ寄り防止方法。
【請求項５】
液保持板を複数の分割板の連接体として構成し、各ワイヤによるワーク切断開始時の切り込み形成後に、各分割板を回動させて退避位置へ移動させる、ことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載のマルチワイヤソーのワイヤ寄り防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチワイヤソーにおいて、加工液の表面張力によるワイヤ寄り、すなわち平行な多数のワイヤ間のピッチの狭まりや拡がりを防止する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチワイヤソーは、シリコンインゴットやシリコンブロックなどのワークを走行状態の平行な多数のワイヤに接触させ、ワークを多数の薄いウェーハとして切断する。切断の際に、多数のワイヤにクーラントまたはスラリなどの加工液が供給される。
【０００３】
ワイヤは、複数のメインローラ間に多重に巻き掛けられ、ワークに対応する切断域で平行となっている。切断域でのワイヤ間のピッチは、多溝付きのメインローラの溝ピッチによって規制されているため、切断後のウェーハの厚さは、メインローラの溝ピッチとワイヤ径によって決定されている。
【０００４】
太陽電池用のウェーハ切断工程では、薄厚化が進んでおり、薄厚化が進むにつれて、ワイヤどうしの間隔が狭くなっている。加工液が切断域のワイヤに均一に付着せず、部分的に付着すると、ワイヤは、加工液の表面張力によって部分的に寄り合うため、その部分のワイヤピッチは、規定のピッチよりも狭まったり、拡がったりする。このようなワイヤ寄りは、ワークに対応するワイヤの切断域において、メインローラ間の中間位置で顕著に現れる。
【０００５】
上記のワイヤ寄りは、加工液の粘性にもよるが、一般にワイヤピッチ０．５ｍｍ以下で現れはじめ、特に０．３ｍｍ前後で起きやすい。このようなワイヤ寄りが起きたまま、ワークに切り込みが開始されると、切断の初期に、ワークに不揃いの切り込み溝が形成され、ワイヤは、不揃いの切り込み溝に倣って切断を続行することになる。したがって、ウェーハの厚みにばらつきが発生し、切断加工後の製品に不揃いが起きる。
【０００６】
一方、特許文献１、特許文献２および特許文献３は、多数のワイヤに加工液を均一に付着させるために、ワークの下方の切断域を外した域で、ワイヤの走行方向両側域において、多数のワイヤの下方にワイヤに接近させて水平な板（加工液受板部材、液受部材、スラリ受け板）を配置し、その板の上面に加工液を供給する、ことを開示している。それらの技術は、いずれも多数のワイヤに加工液を均一に付着させることを目的としており、ワイヤがワークの下方の切断域に入る前において、板の上面で加工液を一時的に溜めるものに過ぎないため、ワークの下方の切断域、特にメインローラ間の中間位置での加工液の表面張力によるワイヤ寄りの防止、すなわちワイヤピッチの狭まりや拡がりの防止にそのまま応用できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１８３１１８公報
【特許文献２】特開平１１−１８８６０１公報
【特許文献３】特開平１１−２０７５９６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の課題は、マルチワイヤソーにおいて、多数のワイヤに部分的に付着した加工液の表面張力によるワイヤ寄りを未然に防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題のもとに、本発明は、所定のピッチで互いに平行な多数のワイヤに加工液を供給しながら、走行するワイヤにワークを接触させて、ワークを多数の薄いウェーハとして切断するマルチワイヤソーにおいて、ワイヤの切断域の下で、ワイヤ寄りの発生域に液保持板を配置し、この液保持板上に加工液を満たし、ワイヤ寄りの発生域のワイヤ全体を加工液に浸漬させて、加工液をワイヤに部分的に付着しないようにすることによって、部分的な加工液の表面張力によるワイヤ寄りを防止している。
【００１０】
ここで、ワイヤ寄りの発生域とは、多数のワイヤの切断域において、仮に、ワイヤに部分的に加工液を付着させて、ワイヤ間に加工液の表面張力を作用させたときに、加工液の部分的な表面張力によってワイヤ寄りを起こす区域をいう。既述の通り、多数のワイヤ間のピッチは、メインローラの溝によって位置規制されているが、特に、両メインローラの中間位置、すなわちワークの下方に位置するワイヤの切断域において、多数のワイヤは、メインローラの溝から離れているため、位置規制されにくく、各ワイヤに対する直交方向の小さな力でワイヤ寄りを起こしやすい。ワイヤの切断域において、ワイヤ寄りが発生すると、その位置のワイヤ寄り現象は、ワイヤ寄りの変位量を次第に小さくしながら、各メインローラの溝の近くにも波及する。したがって、ワイヤ寄りの発生域は、原始的には、ワークの下方に位置するワイヤの切断域、つまり両メインローラの中間位置であるが、ワイヤ寄り現象の波及する区域までを考慮するならば、好ましくは両メインローラ間の全域といえる。
【００１１】
具体的に記載すると、本発明に係るマルチワイヤソーのワイヤ寄り防止方法は、所定のピッチで互いに平行な多数のワイヤに加工液を供給しながら、走行する多数のワイヤにワークを接触させ、ワークを多数の薄いウェーハとして切断するマルチワイヤソーにおいて、ワークに対応する多数のワイヤ下方でワイヤ寄りの発生域に液保持板を配置し、多数のワイヤと液保持板との間に液保持用の隙間を形成しておき、多数のワイヤの走行によってワークの切断を開始する際に、液保持板に形成されている専用ノズルから液保持板上に加工液を供給して、液保持板上に加工液を満たし、液保持板の上方のワイヤ全体を加工液に浸漬させて、ワイヤに部分的に付着する加工液の表面張力によるワイヤ寄りを防止している（請求項１）。
【００１２】
本発明に係るマルチワイヤソーのワイヤ寄り防止方法は、ワーク切断開始時の各ワイヤによるワークの切り込み形成後に、液保持板を退避位置へ移動させている（請求項２）。
【００１３】
また、本発明に係るマルチワイヤソーのワイヤ寄り防止方法は、加工液を上方のノズルから液保持板上に供給している（請求項３）。
【００１４】
さらに、本発明に係るマルチワイヤソーのワイヤ寄り防止方法は、液保持板を１枚の板により構成し、各ワイヤによるワーク切断開始時の切り込み形成後に、液保持板を退避位置へ移動させる（請求項４）か、または液保持板を複数の分割板の連接体として構成し、各ワイヤによるワーク切断開始時の切り込み形成後に、各分割板を回動させて退避位置へ移動させている（請求項５）。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るマルチワイヤソーのワイヤ寄り防止方法によると、切断域において水平な多数のワイヤに対し、少なくともワイヤ寄りの発生域の液保持板上に加工液が満たされ、ワイヤ全体が加工液に浸漬され、加工液がワイヤに部分的に付着せず、部分的な加工液の表面張力が他のワイヤに影響しないため、切断域において多数のワイヤは、部分的なワイヤ寄りを発生しなくなる。このためワークの加工開始に際して、ワイヤの速度を低くするなどの特別な配慮も必要なく、またワーク側に対し特別な工夫がなくても、薄いウェーハ切断加工が厚みのばらつきのない状態で可能となる（請求項１）。特に、加工液を液保持板に形成した専用ノズルから液保持板上に供給するから、加工液の粘度が低いときでも、液保持板上にワイヤ全体が浸漬される加工液の膜が良好な状態として確実に形成できる（請求項１）。
【００１６】
ワーク切断開始時の各ワイヤによるワークの切り込み形成後に、液保持板が退避位置へ移動するから、ワークの切断加工が液保持板に障害されずに継続できる（請求項２）。
【００１７】
加工液を上方の既存のノズルから液保持板上に供給することもできる（請求項３）。
【００１８】
さらに、液保持板を１枚の板によって構成すれば、構成が簡単になり、各ワイヤによるワーク切断開始時の切り込み形成後に、液保持板の退避位置への移動も容易となる（請求項４）。また、液保持板を複数の分割板の連接体として構成し、各ワイヤによるワーク切断開始時の切り込み形成後に、各分割板を回動させて退避位置へ移動させる構成では、各分割板の回動によって退避動作ができるため、それらの支持手段や退避動作が単純化できる（請求項５）。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】マルチワイヤソーのワイヤ寄り防止方法にもとづくマルチワイヤソーの要部の側面図である。
【図２】マルチワイヤソーにおいて、メインローラの溝とワイヤとの関係の一部の断面図である。
【図３】マルチワイヤソーのワイヤ寄り防止方法にもとづいて、液保持板上に加工液を満たした状態の一部の拡大断面図である。
【図４】多数のワイヤに部分的に加工液を付着し、ワイヤ寄りを起こした状態の一部の拡大断面図である。
【図５】液保持板を複数の分割板の連接体として構成し、各分割板を回動させて退避位置へ移動させる例の要部の側面図である。
【図６】液保持板に専用ノズルを形成し、各分割板を回動させて退避位置へ移動させる例の一部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１および図２は、本発明のマルチワイヤソーのワイヤ寄り防止方法の前提となるマルチワイヤソー１の要部を示している。マルチワイヤソー１は、図１のように、一例として２本の平行な溝付きのメインローラ２の間に、多重に巻き掛けられたワイヤ３を走行させ、ワイヤ３の切断域にシリコンインゴットやシリコンブロックなどのワーク４を押し当てることによって、ワーク４を多数の薄いウェーハとして切断する。なお、ワーク４は、ベースプレート５に保持され、矢印の加工送り方向に移動するようになっている。
【００２１】
図２に示すように、メインローラ２の各溝２ａは、Ｖ字形の環状溝であり、メインローラ２の外周面でワイヤピッチＰに対応して独立に形成されている。ワイヤ３は、ワーク４に向き合う切断域、すなわち図１の上側域で２本のメインローラ２の対応する溝２ａに納まって水平かつで平行な状態となって、メインローラ２の中心線に対して直交しているが、ワーク４に向き合わない非切断域、すなわち図１の例の下側域で一方のメインローラ２の溝２ａから他方のメインローラ２の溝２ａへと１ピッチ分だけ変位した状態として巻き掛けられているため、メインローラ２の中心線（軸芯）に対してわずかに斜交していることになる。
【００２２】
ワーク４の加工時に、マルチワイヤソー１は、ワイヤ３の上方に設けられている１または２以上のノズル６からクーラントまたはスラリなどの加工液７を供給しながら、ワイヤ３の切断域にワーク４を押し当てることによって、ワーク４を薄く切断し、多数の薄いウェーハとして加工する。切断後のウェーハの厚みｔは、図２に示すように、隣り合うワイヤ３間の距離に対応している。
【００２３】
そして、本発明のマルチワイヤソーのワイヤ寄り防止方法は、上記のマルチワイヤソー１において、図１のように、ワーク４に対応する多数のワイヤ３の下方でワイヤ寄りの発生域に液保持板８を配置し、多数のワイヤ３と液保持板８との間に液保持用の隙間を形成しておき、多数のワイヤ３の走行によってワーク４の切断を開始する際に、液保持板８上に加工液７を満たし、液保持板８の上方のワイヤ３の全体を加工液７に浸漬させて、ワイヤ３に部分的に付着する加工液７の表面張力によるワイヤ寄りを防止している。
【００２４】
液保持板８は、平坦な板または上面開口型の盆状容器として構成され、通常、切断域において水平な多数のワイヤ３に対して面的に平行な状態として配置される。しかし、液保持板８が多少傾いていても、その上に上方のノズル６から加工液７が供給され、加工液７が液保持板８の上面に満たされると、加工液７の上面は、盛り上がって膜状の水平な液面となる。このとき水平な多数のワイヤ３は、同じ条件のもとに加工液７に浸漬状態となるため、加工液７による表面張力の作用は、多数のワイヤ３に及ばない。
【００２５】
このように、切断の開始に際し、切断域において水平な多数のワイヤ３に対し、少なくともワイヤ寄りの発生域の液保持板８上に加工液７が満たされ、ワイヤ３の全体が加工液７に浸漬されて、加工液７の表面張力がワイヤ３に与える影響をなくしているため、図３のように切断域において、多数のワイヤ３は、部分的なワイヤ寄りを発生せず、等しいワイヤピッチＰのままになっている。その結果、ワーク４に対する多数のワイヤ３による切り込み開始時に、ワーク４に等ピッチＰの切り込み溝が形成され、各ワイヤ３は、その等しいワイヤピッチＰの切り込み溝に倣って切断を続行していくため、切断加工後において、多数の薄いウェーハの厚みｔは、目的の寸法に精度よく加工（切断）できる。したがってワーク４の加工開始に際して、ワイヤ３の速度を低くするなど特別な配慮も必要なく、また、ワーク４側に対し特別な工夫がなくても、薄ウェーハ加工が可能となる。
【００２６】
これに対し、背景技術の欄でも記載したように、加工液７が切断域のワイヤ３に部分的に付着すると、図４に例示するように、加工液７は、最初に左側から１番目および２番目の２本のワイヤ３をつなぐように付着するが、やがてその表面張力によって小さな液面に縮まろうとして左側から３番目および４番目の２本のワイヤ３のように寄り合う。このように加工液７の部分的な付着によると、ワイヤ３の間の加工液７は、表面張力によってワイヤ３を引き寄せるため、ワイヤ３の間隔は、規定の寸法よりも狭まったり、拡がったりする。
【００２７】
ワーク４の切断開始時に、各ワイヤ３によるワーク４への切り込みが規定の厚みｔに対応する間隔で形成されたら、液保持板８は、図１のように、想像線で示す退避位置、例えば端材ボックス９の内底位置へ下降させるか、もしくは図１での紙面の表面あるいは裏面の方向に水平移動して、または立て方向に落とし込むように下方へ回動させて、退避位置へ移動する。液保持板８の移動によって、切断中のワーク４の下端（ウェーハの下端）は、液保持板８と干渉せず、加工の障害となることもない。
【００２８】
図１の液保持板８は、１枚の板材により構成されているが、液保持板８は、図５のように複数例えば２枚の分割板１１により構成し、それらの対向辺を突き合わせて１枚の連接体として構成し、各分割板１１を各メインローラ２の近くの支軸１２によって回動自在に支持しておき、各ワイヤ３によるワーク４の切り込み形成後に、各分割板１１を落とし込み方向に回動させて退避位置へ移動させることもできる。
【００２９】
前記の通り、上方のノズル６から加工液７が供給されるが、加工液７の粘度が低く、液保持板８上に加工液７によってワイヤ３が浸漬できる充分な膜が形成できないときには、図６のように、液保持板８に多数の専用ノズル１０を等しい間隔で液保持板８の上面に向けて形成しておき、それらの専用ノズル１０から液保持板８上に加工液７を供給する。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明のマルチワイヤソーのワイヤ寄り防止方法は、シリコンインゴットやシリコンブロックに限らず、その他の材料のワーク４を薄く切断するときにも利用できる。
【符号の説明】
【００３１】
１  マルチワイヤソー
２  メインローラ
２ａ  溝
３  ワイヤ
４  ワーク
５  ベースプレート
６  ノズル
７  加工液
８  液保持板
９  端材ボックス
１０  専用ノズル
１１  分割板
１２  支軸
Ｐ  ワイヤピッチ
ｔ  厚み
【図１】
0005455576.tif 000002
【図２】
0005455576.tif 000003
【図３】
0005455576.tif 000004
【図４】
0005455576.tif 000005
【図５】
0005455576.tif 000006
【図６】
0005455576.tif 000007